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燃气爆炸对综合管廊及邻近地铁隧道影响研究
| 论文题名： | 燃气爆炸对综合管廊及邻近地铁隧道影响研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;综合管廊;燃气爆炸;动力响应 |
| 摘要： | 近年来，城市地下空间工程发展迅猛，在各大一二线城市中地铁与综合管廊建设已经成为了城市发展的重要一环，于是对于其在运行中的潜在风险也备受重视。尤其当管廊中发生燃气爆炸，不仅会破坏管廊自身，还可能对下部运行的地铁隧道造成影响。因此有必要研究邻近地铁隧道在管廊燃气舱爆炸作用下的动力响应。 本文以西安某地下综合管廊工程实例为依托，使用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件建立计算模型，基于9.5%燃气爆炸浓度下。首先分析了爆炸当量对管廊结构动力响应的影响规律，其次针对较大爆炸当量分析地铁隧道埋置深度对隧道结构动力响应的影响，最后在动力响应较剧烈埋深的基础上分析管廊与隧道相对天顶距及空间角度对隧道结构动力响应的影响。主要结论如下： （1）采用TNT当量法模拟燃气在管廊中发生爆炸，研究了爆炸当量对管廊的影响规律，同时计算出管廊一个防火分隔内最大爆炸当量。结果表明：燃气舱最大爆炸当量为160kgTNT；管廊壁板中间处受影响最大；控制燃气泄漏量可以有效减小管廊结果的动力响应；并且由于土体初始应力的影响，燃气舱底板上的响应略小于侧板。 （2）在管廊模拟的基础上进行隧道埋深工况模拟（管廊埋深2m、爆炸当量160kgTNT），研究了埋深对隧道结构的影响规律。结果表明：隧道结构上的动力响应会随着埋置深度的增加而减弱；可以通过增大地铁隧道的埋深来减小管廊燃气爆炸对隧道结构的影响；建议隧道埋置深度不超过10m。 （3）在隧道埋深工况模拟的基础上进行天顶距工况模拟，研究了天顶距对隧道结构的影响规律。结果表明：天顶距为0°及15°时的结构动力响应较高；隧道结构的动力响应与天顶距呈负相关；随着天顶距的增大，结构竖向响应衰减速率小于水平响应。 （4）在隧道埋深工况模拟的基础上建立空间角度工况模拟，研究了空间角度对隧道结构的影响规律。结果表明：相同埋深下，两种地下结构垂直时较平行更安全；空间角度越大隧道结构上的变形和振动越微弱；因此对于空间角度较小的工程可增大隧道埋深来减小结构的动力响应。 |
| 作者： | 王鹏飞 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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